神舟十六降落伞破了个洞,导致落地后翻滚?一切都在意料之中

这一次神舟十六飞船降落的直播视频,有一个细节,让不少人有点担心,返回舱的主降落伞打开之后,居然破了一个洞?



仔细看啊,这确实是有一个口子。

还有人说,飞船落地瞬间,翻滚了好几圈,也是因为降落伞破了这个洞。真的是这样吗?


1、确实破了?

首先有人解释说,这个不是破洞,这是导流口。

我先说结论,这个大概率就是破了个洞,不是导流口。



导流口在最中间,外形是个圆孔,而这个破洞外形是不规则的。

包括神舟飞船的降落伞在内,几乎所有的圆形降落伞,确实都有一个导流口。

如果没有导流口,降落伞兜住的空气,就只能从伞的边缘溢出来,就很容易造成晃动,非常不稳定;有了这个孔之后,多余的空气稳定地从中间通过,就不容易晃动了。

圆形降落伞的导流孔


所谓堵不如疏,凡事得留个口子,才会稳定。

另外它还可以减小降落伞打开瞬间的冲击力,减小降落伞被撕裂的概率。

除了中间有一个圆洞,还有这种,在边上开一圈缝隙,像是月牙形状的小洞,一样也是引导气流的作用。

也有月牙形的,均匀分布


这些导流孔一定是中心对称、均匀分布的,但是,神舟十六那个疑似破洞的地方,并不是对称的,另一边没有。

还有,神舟十二、十三、十四等等,也没有这个洞。

所以基本可以排除导流口,大概率确实是破了。

方形降落伞,导流孔也变成了长条


2、降落伞破洞,造成飞船翻滚?

有些朋友可能就过于担心了,觉得破掉了就是个很大的事儿,很危险,担心这个破洞会撕裂、扩大,就像电影里常见的那样,让飞船直接摔下来。

甚至有评论说就是因为降落伞破了洞,所以造成返回舱落地不稳,落地瞬间翻滚了好几下。

我也直接先说结论,这个观点不对。



大多数时候,神舟飞船返回舱都会翻滚


像这种刚好立起来的情况,反而很少


虽然降落伞破了,但是相对整个伞来说,破损面积很小,不会明显影响下降速度。

而且,最后落地前还有反推火箭,返回舱下降速度不管是5米每秒,还是6米每秒,都在反推火箭的设计范围内,都能给你瞬间把速度降到零。

返回舱之所以翻滚,是因为地面有非常大的横风,产生了较大的横向移动速度。

你看这个角度的视频画面,返回舱横移很快,因为风太大了。


但是航天员不会受伤,因为设计的时候就考虑到了翻滚,他们是紧紧束缚在座位上的,非常安全,他们的感觉顶多是像坐了一圈过山车一样。

神舟五号、六号、七号,其实都遭遇了主伞破损的情况,局部撕裂开了,但是都不超过主伞面积的1%,在设计范围内,对成功降落没有影响。


返回舱的座椅设计,滚多少圈也没问题


还有个次要因素,以前的直播拍摄的画面不清晰,很难看到降落伞破损、返回舱翻滚之类的细节。

而最近几次着陆,尤其是神舟十六这次着陆,落点越来越精准,飞船还在天上飘呢,直升机就带着摄像机怼上去了,咱们这些吃瓜群众,就看到了越来越清晰的细节。


还没落地,直升机先到了


3、为什么降落伞会破?

神舟飞船返回舱有3吨重,在8000米高度的时候仍然有70米每秒的速度,这时候主伞打开,一下子减速到5米每秒左右,这个冲击力是非常大的。

能量守恒大家都知道,3吨重的东西减速,减掉的动能,绝大部分都转化成了降落伞跟空气剧烈摩擦、挤压的热量,这个力道就可能撕破伞布。


如图

神舟飞船降落伞设计要求很苛刻,苛刻到了什么程度呢?

要求整个开伞过程的最大冲击过载,不超过5个G;过载大于3.5G的持续时间,不超过0.5秒。

减速伞、引导伞、主伞加起来,整个系统重量还不能超过200公斤。

也就是说减速又要快、又要稳,还要轻。

普通的布,都是柔软的,脆弱的。我们可以增加伞布的材料强度,比如加入金属丝,超强尼龙,但是不能无限制地增加,因为重量也会增加,而飞船的每一克重量都很宝贵。


4、破了也没事?

为什么说神舟十六的降落伞破了也没事,因为我们设置了三道保险:

第一道保险,就是主伞的结构设计很特别。

神舟飞船的主降落伞,是世界上最大的环帆伞,总共有1200平方米,相当于三个篮球场的面积。

环帆伞的意思就是,它是先有一个个网格状的骨架,骨架上面再缝上一块块的布。


神舟十六主伞凌日,清晰看到网格骨架


这种结构的最大优点就是,不容易出现破口撕裂扩散的情况,其中一小块破了,顶多就是这一格子没了,不会影响其他部分。

如果是主伞是一个房子,有96根伞绳,每一根都有40多米长,这就是房子的“柱子”。

一圈一圈环绕的,像是纬度一样的绳子,叫做径向带,构成了房子“的梁”。

那么这就形成了1920个网格,每一个格子都缝上一块高强度的布料,这就是房顶上的“瓦片”。



这就是古代“四梁八柱”的道理一样,就算破了几块瓦片,也不会影响整个房子的稳定。这样就保证了主伞的安全性。


第二道保险,就是主伞的制造工艺很特别。

1200平方米的伞布,折叠之后,只有100公斤,200升的体积,跟家里普通的冰箱差不多大。

加工的时候,航天五院508所的厂房内,20多位缝纫工一起协作,一层一层人工剪裁、缝针。


叠伞

为什么不用机器呢?

因为现在机械裁床的精准度,达不到航天的要求,只能用人手工来缝。在必要的地方,用人工来保证精度,牺牲一点时间,这样就增加了降落伞的安全性。

航天这么高精尖的领域,确实还有很多技术和工艺,是没办法用机器来代替人工的。

我看有人说美国有多先进、马斯克有多先进,人工意味着落后之类的话,都是偏见。


美国猎户座飞船,手工打造

33万个格子,挨个“打胶”


我举个例子,美国最新的猎户座飞船,它的降落伞也是要靠人工裁缝的,都一样。

而且,猎户座飞船的防热大底,也是手工打造的,33万个蜂窝格子,靠人工一个一个把隔热材料灌进去,工时就需要半年。

号称美国新一代飞船,但它这个工艺,还不如神舟飞船。

神舟飞船的防热大底,是用热压罐自动成型的,8个小时就能造出来,你说气不气。


我国研制的热压罐


神舟飞船的防热大底


近看,也是蜂窝结构,工艺精湛



第三道保险,就是神舟飞船除了主伞,还有一块备份的副伞。

这块副伞面积比主伞小一点,只有750平方米,但是仍然可以保证飞船安全降落,只不过降落速度更快一点。

这里也印证了刚才的问题,750平米的备份伞都能安全降落,那么1200平米的主伞破了一点点,也不会造成返回舱下降速度太快而翻滚,毕竟最后都有反推火箭顶一下。


落地后再切断主伞,防止被风带跑


如果主伞真的完全破了,下降速度超过了安全值,舱内就会响起警报。

这时航天员可以在舱内手动切掉主伞,打开备份伞。

切伞完全是手动操作的,没有自动模式,更没有遥控模式,因为在设计上要考虑一个问题,万一主伞没问题,结果自动模式出了故障,自己把伞给切了怎么办。

所以压根不能留这个口子,神舟飞船完全没有自动切掉主伞的装置,必须依靠航天员手动操纵机械装置,确保可靠性。

这再一次证明了,在载人航天这样的高精尖的领域,人的主观能动性,尤其是紧急情况下处理危险的可靠性,是目前机器不能完全代替的。



当然,本着科学和严谨的原则,我们的科学家这次也一定会仔细研究这个破洞的原因,从而继续改进神舟飞船。

我们普通人能想到的,科学家不仅早就想到了,而且早就做过大量计算和试验了,优化永不停歇,进步永无止境。

那总结一下,神舟飞船的降落伞破了一点儿,是设计时候就考虑到的正常现象,之前就发生过破损,完全在安全冗余范围内。

如果您再看到有人说神舟飞船落后了,这降落伞质量不行之类的,欢迎您拿我这篇文章去怼他。

如果您觉得我说的不对,也欢迎提出批评,我都会学习和改进的。

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页面更新:2024-05-11

标签:神舟   降落伞   防热   猎户座   航天员   美国   飞船   意料之中   格子   返回舱   速度

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